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科学家在1600万年前的多米尼加琥珀中发现水熊新物种

缓步动物也被称为水熊,是一个多样化的有魅力的微型无脊椎动物群体,它们因其在极端条件下的生存能力而最为出名。 一个著名的例子是2007年的一次太空旅行,在那里水熊被暴露在太空真空和有害的电离太阳辐射中,但在返回地球后仍然设法生存和繁殖。在世界各大洲和不同的环境中,包括海洋、淡水和陆地,都发现了水熊的踪迹。

缓步动物在所有五个泛生代大灭绝事件中都幸存下来,然而目前研究人员知道最早的现代外观的缓步动物来自白垩纪,距今大约8000万年。尽管它们有漫长的进化历史和全球分布,但缓步动物的化石记录却极为稀少。由于其微小的尺寸和非生物矿化的身体,缓步动物成为化石的机会很小。

在即将发表在《皇家学会学报B辑》的一篇论文中,研究人员描述了一个新的现代外观的缓步动物化石,代表了一个新属和新物种。这项研究使用共聚焦激光显微镜获得了重要的解剖学特征的更高分辨率的图像,这有助于系统发育分析,以确定该化石的分类位置。

新的化石Paradoryphoribius chronocaribbeus是迄今为止被完全描述和正式命名的第三种迟缓动物琥珀化石。另外两个被完全描述的现代外观的缓步动物化石是Milnesium swolenskyi和Beorn leggi,它们都来自北美白垩纪的琥珀。Paradoryphoribius是在中新世(大约1600万年前多米尼加琥珀中发现的第一块化石,也是迟缓动物超家族Isohypsibioidea的第一个代表化石。

共同作者、新泽西理工学院的Phillip Barden向第一作者、博士生Marc A. Mapalo和高级作者Javier Ortega-Hernández教授介绍了这块化石,他们都在哈佛大学的有机体和进化生物学系。Barden的实验室发现了这块化石,并与Ortega-Hernández和Mapalo合作,详细分析了这块化石。专门研究迟钝动物的马帕洛率先使用位于哈佛大学生物成像中心的共焦显微镜对化石进行分析。

Mapalo说:"处理这个琥珀标本的困难在于它对于解剖显微镜来说太小了,我们需要一个特殊的显微镜来完全看清这个化石。一般来说,解剖显微镜透射的光线可以很好地揭示琥珀中昆虫和蜘蛛等较大内含物的形态。然而,Paradoryphoribius的身体总长度只有559微米,或略高于半毫米。在如此小的规模下,解剖显微镜只能显示出化石的外部形态。

幸运的是,Tardigrade的角质层是由几丁质构成的,这是一种纤维状的葡萄糖物质,是真菌的细胞壁和节肢动物外骨骼的主要成分。甲壳素具有荧光性,很容易被激光激发,这使得使用激光共聚焦显微镜完全观察缓步动物的化石成为可能。使用激光共聚焦显微镜而不是透射光来研究化石,可以产生不同程度的荧光,从而更清楚地看到内部形态。通过这种方法,Mapalo能够完全看到化石的两个非常重要的特征,即爪子和口腔装置,或动物的前肠,它也是由角质层组成的。

Mapalo说:"尽管从外部看它像一个现代缓步动物,但通过激光共聚焦显微镜,我们可以看到它有这种独特的前肠组织,这使我们有理由在这个现存的缓步动物超科群体中建立一个新属。Paradoryphoribius是Isohypsibioidea超家族中唯一具有这种独特特征排列的属。"

Ortega-Hernández说:"缓步动物化石非常罕见。在我们的新研究中,完整的记录只包括四个标本,其中只有三个被正式描述和命名,包括Paradoryphoribius。这篇论文基本上囊括了迄今为止已知的三分之一的缓步动物化石记录。此外,Paradoryphoribius提供了整个化石记录中唯一的关于缓步动物颊部装置的数据。"

作者指出,由于它们的体积小和对栖息地的偏爱,琥珀中的缓步动物化石有很强的保存偏向。因此,琥珀矿床为寻找新的缓步动物化石提供了最可靠的来源,尽管这并不意味着找到它们是一件容易的事。在多米尼加琥珀中发现的缓步动物化石表明,其他经常取样的地方,如缅甸和波罗的海琥珀矿床,也可能藏有缓步动物化石。历史上,人们对琥珀中较大的内含物有偏见,因为像缓步动物这样小的内含物很难看到,需要极好的观察能力,以及一些专业知识。

科学家们知道迟钝动物在生命树中的大致位置,它们与节肢动物有关,而且它们在寒武纪大爆炸期间有很深的起源。问题是,我们有这个极其孤独的系统,只有三个命名的化石。”Ortega-Hernández说:“这个门类的大多数化石是在琥珀中发现的,但是由于它们很小,即使它们被保存下来,也可能真的很难看到它们。”

Mapalo同意说:“如果你看一下缓步动物的外部形态,你可能会认为缓步动物的身体内没有发生任何变化。然而,使用激光共聚焦显微镜来观察内部形态,我们看到了在程度物种中没有观察到的特征,但在化石中却观察到了。这有助于我们了解在几百万年的时间里身体发生了哪些变化。此外,这表明,即使缓步动物在外部可能是相同的,但内部也在发生一些变化。”

Mapalo和Ortega-Hernández继续采用共焦激光显微镜技术来研究琥珀中的其他缓步动物,希望能扩大缓步动物化石记录。

来源:cnBeta.COM